手机自拍画质的希望，可能全在屏下摄像头上了
编者按：本文来自微信公众号“三易生活”（ID:IT-3eLife），作者 三易菌，36氪经授权发布。
对于喜欢用手机拍照的朋友来说，从2019年下半年至今的这段时间可以说是相当“幸福而又痛苦”的时光。说幸福，是因为1.08亿像素的主摄、100倍变焦、4800万长焦，以及全像素全向对焦等技术先后得以商用，使得这段时间的旗舰机型无论是在拍照功能，还是在实际画质上都上演了一出集体涅槃，瞬间令智能手机与专业卡片（注意，不是也不可能单反）相机之间的画质差距又拉近了不少。
而说痛苦，除了因为超强的影像堆料与5G时代的来临，使得相关机型的价格普遍高企，消费者钱包遭难之外，还有一点不容忽视的事实，那就是以上所述的这些手机拍照新技术和新配置，基本上全都是针对后置摄像头而做的改进。至于部分用户非常在意的前置相机部分，整个行业在这几个月、甚至更长的时间里，都几乎是无所作为的。
最典型的例子就是时至今日，我们在主流旗舰机型上能看到的前摄规，格普遍还停留在2019年年初的3200万像素水平，甚至还有不少旗舰手机仍在使用着1600万或者2000万像素的前摄传感器。很显然这种“后摄突飞猛进、前摄不动如山”的情形，绝对称不上是正常的技术发展状况。
那么问题就来了，是什么原因导致智能手机前置摄像头的规格停滞不前呢？答案其实没有什么新意。说白了，还是整个行业、包括消费者在内对于智能手机“屏占比”，或者说对于屏幕视觉观感的极致追求。
因为想要智能手机机身尽可能小，显示面积却尽可能大，所以就出现了消灭上下边框的“全面屏”；因为想要全面屏在视觉效果上更加极致，所以就有了从刘海到水滴、从珍珠到开孔的造型变迁。
因为就连开孔屏都会被嫌弃挤占了那么一点点的屏幕显示面积，所以如今的设计方向普遍都是将开孔越做越小，以至于就连理论上能够做到更好前置自拍虚化效果的双孔双摄配置，都会被大部分消费者认为“药丸、太丑”。
需求决定供给，当大部分的消费者开始追求旗舰手机屏幕的3K分辨率、高帧率显示、广色域色彩，并且对屏幕上哪怕一丁点的遮挡都认为是不完美的时候，厂商的技术和精力自然也就放在了如何尽可能缩小开孔上。而更小的开孔，不仅意味着前摄更少的进光量、也代表着将无法使用尺寸比开孔大出很多的大底传感器。于是智能手机前摄的硬件（尺寸）规格，就这样被限制住了。
面对这个状况，一部分有技术、有追求的厂商还是进行了一些探索的。比如说OPPO与vivo都曾先后尝试推出了采用升降式前摄的机型；华硕和三星曾经在旗下产品上尝试了自动翻转式的“后摄变前摄”；而努比亚更是率先实践了前后双屏设计，一度被认为是解决全面屏时代自拍画质下降问题的最好办法。
但是升降式前摄模组本身体积巨大，会导致手机变重变厚，并且升降式前摄虽然可以有更大的“开孔”，但其厚度却更受制约，这导致将无法使用复杂的光学镜组，实际上还是限制了CMOS的规格。而翻转式与前后双屏的设计直接以后摄为前摄，看似是自拍画质的最终极解决办法，但说到底这二者一个耐用度堪忧，一个多少会影响到手机的续航与维修成本，因此最终还是没能成为市场主流。
那么，难道智能手机行业就没有一个能够同时兼顾机身美观轻薄、质量可靠耐用、操作便捷直观这三个优点，同时还能显著提升自拍画质的办法了吗？其实还是有的，这就是最快可能在年内登场，最慢明年也会到来的屏下摄像头技术。
为什么屏下摄像头有望带来智能手机自拍技术的进步？要理解这一点，我们首先需要弄清楚，屏下摄像头到底是如何工作的。
2019年6月，OPPO在MWC上海展期间首家展出了实际可上手工作的屏下摄像头原型机，一时间成为行业焦点。但更重要的是，他们也同时公布了自家屏下摄像头的专利资料。
从这份专利中我们可以看到，此前据传“屏下摄像头靠的是透明化的屏幕像素”的说法至少当前还做不到。因为OPPO利用的其实是屏幕上每个像素之间的间隙部分——通过将像素之间的间隙孔洞透明化，并在其内设置聚焦用的微透镜，就构成了一个类似“复眼”或者说百叶窗一样的光学结构。
从拍照原理的角度来说，这种基于超多微透镜聚焦的“镜头”当然也能拍出完整的照片来，但它的难点就在于要让每一块微透镜捕捉到的光线信息“拼合”，需要极为精密的设计。同时由于单个微透镜的进光量实在太小，这就意味着屏下摄像头要想捕捉到足够的光线信息，就必须要把“镜头”所在的区域设计得相当大。
“等效尺寸”相当大，而且视觉上还看不到的“光学镜头”，想到什么了吗？没错，屏下摄像头的这种结构，决定了它和大尺寸的CMOS堪称绝配。一方面是因为不再需要顾虑肉眼可见的屏幕开孔问题，另一方面来说，要想充分接收阵列式的微镜头捕捉到的光线，本身也需要一块足够大的“大底”。
Galaxy S20Ultra的拆解结构，可以看到顶部扬声器体积不小
那么最后一个问题就来了，对于当今内部空间寸土寸金的智能手机来说，还有余力在屏幕下方塞进一颗和后摄一样（甚至更大）的自拍传感器模组吗？当然有，既然已经能够在机身内放下又宽又大的高品质顶部扬声器，那么如果这样的空间对于前摄模组的安置来说，或许就不会是太大的问题了。
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